矿井火灾与爆炸隐患致灾链信息管理系统.pdf

矿井火灾与爆炸隐患致灾链信息管理系统 常文杰,朱红青,周学堂,王冰山 中国矿业大学北京 , 北京 100083 摘 要瓦斯爆炸与火灾事故是目前煤矿重大事故之一,在对矿井火灾与爆炸隐患进行辨识的基础 上,对隐患致灾链进行分析与研究,并应用面向对象的程序设计方法及地理信息系统GIS技术 开发隐患及致灾链信息管理系统,以加强并完善矿井火灾与爆炸事故隐患管理,为建立防灾体系提 供技术支持。 关键词火灾与爆炸隐患;隐患致灾链;地理信息系统 中图分类号TD75317 文献标志码 B 文章编号 0253 - 2336 2006 09 - 0015 - 03 Study on ination management system of disaster2causing cha ins of fire 或者按地理位置将 作业现场划分成几个不同区域。 3实用性。查看作业场所和作业时的实际 情况,现场实际情况也许与作业手册中的规定有所 不同。 由于隐患是潜在的不安全因素,有一定的隐蔽 性,所以危险源辨识是件非常困难的工作。隐患辨 51 第34卷第9期 煤 炭 科 学 技 术 2006年9月 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 识的方法可以粗略地分为对照法与系统安全分析法 2大类 [4] ①与有关的标准、规范、规程或经验 相对照来辨识隐患。有关的标准、规范、规程,以 及常用的安全检查表,都是在大量实践经验的基础 上编制而成的。因此,对照法是一种基于经验的方 法。②系统安全分析是从安全角度进行的系统分 析。通过揭示系统中可能导致系统故障或事故的各 种因素及其相互关联来辨识系统中的危险源。系统 安全分析方法经常被用来辨识可能带来严重事故后 果的危险源,也可用与辨识没有事故经验的系统的 危险源。系统越复杂,越需要利用系统安全分析方 法来辨识危险源。 根据上述3条原则,对于一般的、较为直观的 隐患利用对照法辨识,例如对材料、生产过程和环 境的隐患辨识;对于重大的隐患就应该用系统安全 分析的方法去辨识,例如容易引起火灾和爆炸的循 环风和串联风。 图1为矿井火灾与爆炸隐患致灾链的信息管理 系统各项工作内容流程。 图1 矿井火灾与爆炸隐患致灾链的 信息管理系统各项工作内容流程 图2 信息系统结构 3 系统的结构设计 根据隐患信息管理系统设计思想的要求,矿井 火灾与爆炸的隐患致灾链信息管理系统建立在VB 平台上并结合GIS技术及数据库技术开发的综合应 用软件系统。信息系统结构图如图2所示 [5 ]。 311 数据库子系统 数据库子系统是本系统的重要组成部分,为了 对整个系统及系统中的隐患进行辨识和管理,需要 建立以下数据库 1安全法规、标准数据库。收集与煤矿火 灾、爆炸相关的各项法规和标准,作为隐患辨识的 依据,并为此建立数据库。此数据库便于直接查询 和二次检索相关的法规和标准。 2日常隐患数据库。根据系统运行记录和 同类系统发生事故的情况,对照现行法规和技术标 准并结合以往的经验确定导致火灾和爆炸事故的隐 患。如对材料、系统、生产过程和环境进行检查, 发现一些日常隐患。 3重大隐患数据库。从安全角度对系统进 行分析,通过分析系统中可能导致故障或事故的各 种因素及其相互关联来辨识系统中的重大隐患。如 通风系统中循环风、串联风、微风等引起火灾和爆 炸的致灾链。这一部分是本系统的重点也是难点, 需要和日常隐患及地理属性数据相结合,由计算机 进行智能判断。利用这种方法比人工判断更及时、 准确,是一个小型的分析系统。 4地理属性数据库。主要是矿井的属性数 据。包括巷道参数、各种通风设施的分布位置、工 作面掘进工作面、采煤工作面位置、各种材 料的存放位置、不同人员所在的地点等。每一部分 都有具体的属性数据,例如巷道参数中的始节点、 末节点、风量、风压、温度、湿度等。 所研究区域的属性会随时变化,根据及时获得 的信息,利用SQL Server数据库管理技术,对各类 数据库进行及时更新,准确掌握整个系统及系统隐 患的变化情况。 312 地理信息子系统 地理信息子系统是由矿井电子地图和上述数据 库组合而成。利用ArcGIS软件使矿井电子地图配 上相应的数据、图形、图像、图表等,将图层按需 要显示,丰富、直观地表达隐患的信息。 31211 系统的建立 系统的建立主要在矿井系统图的基础上,建立 隐患分布及属性图,将数据库和处理后的电子电图 相结合。 1利用ArcGIS将矿井系统图和隐患分布图 进行数据编辑和地理编码形成新文件,新文件包括 所有区域的空间位置信息。 61 第34卷第9期 煤 炭 科 学 技 术 2006年9月 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2把上述的数据库与处理后的矿井系统图 及隐患分布图相结合,建立图形和数据的一一对应 关系。 31212 系统的管理功能 系统管理功能包括图形编辑、显示、查询与分 析。其中图形编辑是对图中的点、线、面及对应的 数据进行添加、修改、删除。 图形显示、查询与分析是相互结合的。查询和 分析完成后进行显示,这正是本系统的优越性。主 要功能包括 1分层显示矿井电子地图和隐患分布图。 图层可同时显示,也可分别显示,由系统决定操作 者的选择。 2为了方便显示,可任意漫游、放大、缩 小地图。 3用不同颜色、图形、符号标志不同图层 和不同级别、种类的危险源。 4点击图形查询。当鼠标选中某一图形或 子区域时,显示相对应的地理数据、隐患数据以及 相关的图和表,具有基于电子地图的信息查询功 能。 5对选中的子区域的数据作相应的分析、 处理,发现一些通常不易判断的重大事故隐患。相 当小型的智能分析系统。 31213 动态数据交换功能 煤矿井下的生产系统是一个动态的系统,有关 信息随时间动态变化,各区域的各种数据也随时变 化。例如掘进工作面向前推进时,危险源位置也 会变化,整个系统状态也将发生变化。因此,须建 立地图数据库与相关隐患数据库的动态数据变换。 采用动态数据交换的方法将变化的结果导入相应的 数据库中,可对隐患做出快速、准确的判断。 4 系统的主要功能 根据系统的结构设计过程,基于GIS的矿井火 灾与爆炸隐患致灾链信息管理系统具有以下一些功 能①图形图表的显示功能,如矿井的基础设施 及隐患分布情况的显示;②基本的信息查询功能, 例如对矿井的地理属性数据及隐患的相关数据进行 查询,了解隐患的一些具体情况;③智能分析预 测功能,通过对隐患数据的分析,预测重大事故隐 患,为应急处理提供依据、争取时间;④存储数 据、生成报表及打印功能,增强了隐患数据的实时 性和继承性;⑤监督控制功能,各级领导可以及 时了解矿井的整体安全情况,统一协调指挥现场, 对事故起到预测和预防作用,提高了矿井的安全 性。 5 结 语 该系统是在W indows环境下,运用VB作为开 发平台,结合ArcGIS和SQL Server辅助软件共同 研制开发,用户界面友好且易操作。 矿井火灾与爆炸隐患及致灾链信息管理系统, 主要是通过GIS管理矿井井下隐患及致灾链;通过 综合分析多方面的数据,发现重大事故隐患。该系 统可在任意时刻,任何有PC机的地方,方便地查 看矿井的隐患分布和各种地理属性数据。一旦发生 事故,可以给出最快捷的救援路线,尽可能地减少 事故造成的损失。 通过对基于GIS的矿井火灾与爆炸隐患致灾链 信息管理系统的研究,可将研究成果直接应用到相 应矿井中。提高矿井对危险源的管理和控制能力, 建立应急调控系统 [6 ] ,有效预防火灾爆炸事故的 发生,将事故造成的损失控制在最低程度,保证煤 矿的生产安全进行。 参考文献 [1] 张宏波.中国重大事故隐患状况及管理[ J ].劳动保护, 1999 3. [2] 赵 霜,安宏伟,吴爱技.重大事故隐患管理现状的探讨 [J ].中国职业安全卫生管理体系认证, 2002 6. [3] 刘 虹.煤矿安全管理信息系统的研究[ J ].江苏煤炭, 1998 4. [4] 吴宗之,高进东,魏利军.危险评价方法及其应用[M ]. 北京冶金工业出版社, 2001. [5] 陈万金,钱剑安,王明贤.基于GIS工业危险源和隐患控 制及应急调控技术的应用研究[ J ].中国安全科学学报, 2003 4. [6] 周家铭.重大事故隐患监控与应急预案的实用性研究[J ]. 中国安全科学学报, 1997 7. [7] 沈业龙,黄晓岗,谢庆胜,等.基于GIS的城市防震减灾 信息管理系统设计研究[J ].灾害学, 2001 4. 作者简介常文杰1963 - ,男,河北秦皇岛人,高级工程 师,现为中国矿业大学北京博士研究生,一直从事煤矿现场 通风与安全技术管理工作。 收稿日期 2006 - 01 - 10;责任编辑曾康生 71 第34卷第9期 煤 炭 科 学 技 术 2006年9月 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.